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课件网) 九年级全一册物理第十八章 第3节 焦耳定律 第一课时 新课导入 小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业,不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业,电视机也没打开,很高兴。 可是用手一摸电视机的后盖就发现,小明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗? 生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。 电取暖器 电熨斗 电饭煲 电烤箱 电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。 一、电流的热效应 热得发红 几乎不发热 电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关? 影响电流产生热量的因素 电流通过导体产生的热量与什么因素有关? 实验 电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关? 可能跟导体的电流、电阻、通电时间有关。 1、提出问题 2、猜想与假设 3、设计实验 两个相同的透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,空气吸热后温度升高,使与之相连的U形管中的液面出现高度差。 实验器材: 1 实验方法: 2 每次只改变其中的一个因素,而控制其余几个因素不变。 控制变量法 通过U形管液面的高度变化来反映产生热量的多少。 转换法 4、进行实验 实验一:电热与电阻的关系 ①选择两个阻值 (相同/不同)的电阻丝。需要控制 相同。 电流大小和通电时间 ②因此,可以将它们 在电路中。 串联 相同 实验视频:电热与电阻的关系 在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,这段电阻产生的热量越多。 结论一 实验二:电热与电流的关系 ①需要控制 相同,改变 。 电阻大小和通电时间 电流 ②实验时,选择三根阻值相同的电阻丝,将一根相同的电阻丝与其中一根电阻丝 ,就可以改变电阻丝中电流的大小。 并联 怎么改变电流 实验视频:电热与电流的关系 在电阻、通电时间相同的情况下,电流越大,这段电阻产生的热量越多。 结论二 现象:随着通电时间越长,U型管中的液面高度差越大。 电热与通电时间的关系 在电阻与电流相同的情况下,通电时间越长,这段电阻产生的热量越多。 结论三 二、焦耳定律 英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,从而得到了焦耳定律。 1、内容: 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。 2、公式: Q=I2Rt 电流 I 的单位:安(A) 电阻 R 的单位:欧(Ω) 时间 t 的单位:秒(s) 热量 Q 的单位:焦(J) 一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端,在 5 min内共产生多少热量 解: I = = = 0.6 A U R 36 V 60 Ω Q=I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s= 6 480 J 练一练 √ 纯电阻电路 3、焦耳定律公式的推导 若电流做的功全部用来产生热量 Q = W = UIt =Pt= = I2Rt Q=I2Rt (普遍使用) P=UI= =I2R= 实例:白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、卡住的电动机 非纯电阻电路 电能转化为其他形式的能和内能。 (W=Q+W外) W=UIt=Pt Q=I2Rt P=UI= 实例:电风扇、转动的电动机 W>Q 四个电阻器的电阻分别为R1、R2、R3、R4。如图甲所示,电阻为R1、R2的电阻器串联后接在电压为U的电路中;如图乙所示,电阻为R3、R4的电阻并联后也接在电压为U的电路中。已知R1=R3,R =R4,R1>R2。 (1)电阻为R1和R 的两个电阻器,在相同时间内哪个放出的热量多 (2)电阻为R3;和R4,的两个电阻器,在相同时间内哪个放出的热量多 (1)R1、R2串联,电流相同,利用公式 Q=I2Rt ,因为R1>R2,所以Q1>Q2 (2)R3、R4并联,电压相同,利用公式 ,因为R3>R4,所以Q3